植物耐寒之謎

當嚴寒到來，許多動物都加厚了它們的“皮袍子”，深居簡出，或者干脆鉆到溫暖的地下深處去睡覺。不少植物卻依舊精神抖擻地屹然不動，若無其事地伸出它們那綠油油的葉子，好像并沒有感覺到嚴寒的來臨。難道植物麻木不仁，對寒冷完全無動于衷嗎？其實不然，過度的寒冷一樣可以將植物凍死。比如，當植物細胞中的水分一旦結(jié)成冰晶后，植物的許多生理活動就會無法進行。要使植物體內(nèi)的水分結(jié)冰，并不太容易。比如嬌嫩的白菜，要在零下15度才會結(jié)冰，蘿卜等可以經(jīng)受零下20度而不結(jié)冰，許多常綠樹木，甚至在零下四五十度還依然不會結(jié)冰，秘密何在呢？

如果說粗大的樹木可以用寒氣不易侵入來解釋，那么細小的樹枝和樹葉，嬌嫩的蔬菜何以也不易結(jié)冰呢？白菜、蘿卜、香薯等遇上寒冷時，會將貯存的部分淀粉轉(zhuǎn)化為糖分，植物體內(nèi)的水中溶有糖后，水就不易結(jié)冰，這也確是事實。

但如果我們仔細一算，就知道這并不是植物耐寒的主要理由。要知道， 1000克水中溶解180克葡萄糖后，水的結(jié)冰溫度才會下降1.86度，即使這些糖溶液濃到像糖漿一樣，也只能使結(jié)冰溫度下降7度至8度?？梢娺@其中一定另有緣故。

原來植物體內(nèi)的水分有兩種：一種為普通水；一種叫結(jié)合水。結(jié)合水的分子以十分整齊的隊形排列在植物組織周圍，和植物組織親密地結(jié)合在一起，不肯輕易分開，因此，被叫做結(jié)合水。冬天，植物體內(nèi)的普通水減少了，結(jié)合水所占的比例就相對增加。由于結(jié)合水要在比零度低得多的溫度才結(jié)冰，植物當然也就比較耐寒了。

植物的抗凍能力

各式各樣的植物抗凍力不同，就是同一棵植物，冬天和夏天的抗凍力也不一樣。北方的梨樹，在零下20度至零下30度的溫度下能平安越冬，可是在春天卻抵擋不住微寒的襲擊。松樹的針葉，冬天能耐零下30度的嚴寒，在夏天如果人為地降溫到零下8度就會被凍死。

究竟是什么原因使冬天的樹木變得特別抗凍呢？最早國外一些學(xué)者說，這可能與溫血動物一樣，樹木本身也會產(chǎn)生熱量，它由導(dǎo)熱系數(shù)低的樹皮組織加以保護的緣故。以后，另一些科學(xué)家說，主要是冬天樹木組織含水量少，所以，在冰點以下也不易引起細胞結(jié)冰而死亡。

但是，這些解釋都難以令人滿意。因為現(xiàn)在人們已清楚地知道，樹木本身是不會產(chǎn)生熱量的，而在冰點以下的樹木組織也并非不能凍結(jié)。在北方，柳樹的枝條、松樹的針葉，在冬天也會凍得像玻璃那樣發(fā)脆？然而，它們都依然活著。

能抗凍的秘密

樹木抗凍的本領(lǐng)很早就已經(jīng)鍛煉出來了。它們?yōu)榱诉m應(yīng)周圍環(huán)境的變化，每年都用沉睡的妙法來對付冬季的嚴寒。我們知道，樹木生長要消耗養(yǎng)分，春夏樹木生長快，養(yǎng)分消耗多于積累，因此，抗凍力也弱。但是，到了秋天情形就不同了，這時候白晝溫度高，日照強，葉子的光合作用旺盛；而夜間氣溫低，樹木生長緩慢，養(yǎng)分消耗少積累多，于是樹木越長越胖，嫩枝變成了木質(zhì)……樹木逐漸地也就有了抵御寒冷的能力。

別看冬天的樹木表面上呈現(xiàn)靜止的狀態(tài)，其實它的內(nèi)部變化卻很大。秋天積貯下來的淀粉，這時候轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，有的甚至轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，這些都是防寒物質(zhì)，能保護細胞不易被凍死。平時一個個彼此相連的細胞，這時細胞的連接絲都斷了，而且細胞壁和原生質(zhì)也離開了，好像各管各一樣。這個肉眼看不見的微小變化，對植物的抗凍力方面竟然起著巨大的作用。當組織結(jié)冰時，它就能避免細胞中最重要的部分——原生質(zhì)不因細胞間結(jié)冰而遭致?lián)p傷。

可見，樹木的沉睡和越冬是密切相關(guān)的。冬天，樹木睡得越深，就越忍得住低溫；反之，像終年生長而不休眠的檸檬樹，抗凍力就弱，即使像上海那樣的氣候，它也不能露天過冬。